第4章 结晶器调宽装置的选择计算
宽度缩小 锥度设定
b
图4-3 结晶器窄边调整过程示意图 a 宽度变大 b 宽度变小
板坯调宽时的有关锥度设定和调宽速度选择是由制造工艺确定的。以下是控制调宽过程的数学公式:
?v=
式中:
aH (4-1) vcv——窄面顶部和底部的调整速度差； a——加速度；
H——结晶器高度；
vc——拉速。
根据经验，调宽速度一般为: 宽度变大时，每侧 0-10 mm/min 宽度变小时，每侧 0-20 mm/min
我在本次设计中借鉴宝钢连铸机工艺要求，选择锥度位3～16 mm，浇铸
时调宽速度:调宽用2～10mm/min ，调窄用2～20mm/min
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燕山大学本科生毕业设计(论文)
4.3调宽装置驱动选择
在浇铸中调宽时，机构处于带热负荷状态下运转。为了保证正常浇铸，窄边必须与初期凝固的坯壳保持良好的接触面，窄边的倒锥度必须适当，因此宽度调节的速度是在低速下进行的，而且移动速度要稳定。调宽素的机锥度的调节量必须与所浇铸的钢种、浇铸速度等参数相对应。且宽度、锥度的变化时相互配合的，可见，调宽装置的驱动要求比较特殊。西欧那个上所属，调宽装置的驱动要满足以下要求:
(1)调速范围宽; (2)调速精度高; (3)力矩稳定性好； (4)适应恶劣的工作环境。
过去一般采用的的机械驱动，这种驱动方式刚度刚性很好，但是因为丝杆的螺母之间总是存在间隙，所以停止精度就比不上液压调宽的方式。由于调宽装置的设置环境和相当恶劣的工作条件，在电动调宽方式中，直流电子调速系统更不能满足要求。就是一半的交流电机驱动也不能满足工作要求，宝钢采用的交流鼠笼型异步电动机加上带矢量控制的交流变频调速系统，它的性能无论是动态还是静态都是非常优秀的，尤其是输出恒转矩性能良好。但是这套性能工作原理复杂，设备成本高昂，所以我在本次毕业设计中并没有采用如此先进的驱动方式，而是采用的基本的液压调整方式，只要满足我设计所需要的工作精度就可以了。
本次设计，通过查找相关的资料，我采用的是日本新日界厂的系统，下面是这套系统的工作原理图。条款是，单边的移动速度可达100mm/min。告诉调宽技术将更利于连铸直接轧制的铸坯尺寸配合以及提高铸坯的成品率。
4.4窄边调整机构的安装
结晶器窄边调整机构是固定在结晶器框架上的。因为窄边调整机构的调
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第4章 结晶器调宽装置的选择计算
整范围比较大，我本次设计的调整范围是960mm至1600mm。所以如果两边采用单杆液压缸进行调整的过程中，在恶劣的工作环境和不断的震动过程中，液压缸的活塞杆可能发生挠度变形。这样，很大程度上影响了结晶器的精度甚至导致窄边卡死进而导致结晶器不能正常工作。
所以在这次设计中，我采用了四个步进液压缸，一边一对，分别固定在结晶器的窄边铜板上，这样就在很大程度上解决了活塞杆挠度变形的问题。但是很可能在不正常的工作条件下，活塞杆依然会发生变形。在宝钢的结晶器窄边机构中，已经出现了导向缸，即分别在每两边的一对液压缸中间加上一组导向缸，这样就完美的解决了活塞杆变形的问题。其机构如下图所示。
图4-4 宝钢的结晶器窄边调整机构(带导向缸)
在安装时，不能仅仅把窄边调整系统通过法兰固定在结晶器框架上，考虑到肋板的强度不够，在结晶器框架上加上两个纵向的三角形肋板，这样，从理论上经过论证完全能够承受住窄边调整机构在工作时所需要的轴向力。我的设计如下图所示。将窄边调整机构用螺栓固定在加强之后的肋板上，这样不仅有更好的强度，而且更加便于安装，更加便于窄边调整机构的拆卸和维修。
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燕山大学本科生毕业设计(论文)
图4-5 有加强肋板的结晶器框架
4.5本章小结
通过本章的工作，了解并进一步熟悉了结晶器的另一重要组成部分调宽装置即窄边调整装置，理解了该机构的机械构造和工作原理，同时指出了该部分的不足之处，并提出了自己的合理化建议和尝试改进。
本章同上一张有共同之处，也进行了液压缸的选择，进行了相关的计算分析。对该机构个别部分进行了改进，将原来的机械结构替换为液压机构，节省了空间，方便操作，提高了工作效率，同时也节省了成本，便于自动控制。
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结晶器铜板及水箱的设计
第5章 结晶器铜板及水箱的选择计算
5.1结晶器铜板的设计
5.1.1结晶器长度的选择
连铸机结晶器的长度是决定连铸机工作的可靠性和铸坏质量的最重要的参数之一。结晶器越长, 在其出口处的铸坯的凝固壳就越厚越坚固, 但拉坯力和拉应力也同时增大。对于各种尺寸规格的铸坯都存在一个在铸坯凝固壳中应力最小的合理的结晶器长度, 此长度可以取近似方坯断面的铸坯为例进行计算。
在计算时采用如下假设条件: (1)铸坯整个周边的结晶均匀
(2)当量应力根据强度的动力学理论进行计算。
在结晶器出口处具有足够强度的铸坯凝固壳的厚度?可按式式计算:
L ?=K? =K (5-1)
Vp式中:
K——凝固系数
?——金属在结晶器中存在的时间
L——结晶器有效区段长度 Vp——浇铸速度
与液态金属结晶的同时, 凝固壳便产生相变收缩, 钢水静压力把凝固壳压向结晶器壁, 而其收缩又阻止其向结晶器壁靠近。在研究上述现象的过程中, 得出一个结论, 即在结晶器中存在若干区段:直接接触区, 间接(脉动)接触区和在铸坯和结晶器壁之间有一定间隙的区段。可以假定, 结晶器与铸坏之间的摩擦是发生在有效区段全长范围内。
拉坯力可由下式确定:
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